OBJETIVOS OBJETIVOS
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● Comprobar Comprobar el el fenómeno fenómeno de de transporte transporte iònico.iònico. ●
● Demostrar Demostrar las las leyes leyes de de Faraday.Faraday. ●
● Obtener Obtener experimentalmente experimentalmente el el valor valor del del Faraday.Faraday.
INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN
Michael Faraday Michael Faraday (Newington, Gran Bretaña, 1791-Londres, 1867) (Newington, Gran Bretaña, 1791-Londres, 1867)
Científico británico. Uno de los físicos más destacados del siglo XIX, nació en el seno Científico británico. Uno de los físicos más destacados del siglo XIX, nació en el seno de una familia humilde y recibió una educación básica.
de una familia humilde y recibió una educación básica.
Realizó varios experimentos electroquímicos que le permitieron relacionar de forma Realizó varios experimentos electroquímicos que le permitieron relacionar de forma directa materia con electricidad. Tras observar cómo se depositan las sales presentes directa materia con electricidad. Tras observar cómo se depositan las sales presentes en una cuba electrolítica al pasar una corriente eléctrica a su través, determinó que la en una cuba electrolítica al pasar una corriente eléctrica a su través, determinó que la cantidad de sustancia depositada es directamente proporcional a la cantidad de cantidad de sustancia depositada es directamente proporcional a la cantidad de corriente circulante, y que, para una cantidad de corriente dada, los distintos pesos de corriente circulante, y que, para una cantidad de corriente dada, los distintos pesos de sustancias depositadas están relacionados con sus respectivos equivalentes químicos. sustancias depositadas están relacionados con sus respectivos equivalentes químicos. Las leyes de Faraday de la electrólisis expresan relaciones cuantitativas basadas en Las leyes de Faraday de la electrólisis expresan relaciones cuantitativas basadas en las investigaciones
las investigaciones electroquímicas electroquímicas publicadas por publicadas por Michael Faraday Michael Faraday en 1834.en 1834. 1
1 aa ley de Faraday de la electrólisis ley de Faraday de la electrólisis
La masa de una sustancia alterada en un
La masa de una sustancia alterada en un electrodoelectrodo durante ladurante la electrólisiselectrólisis eses directamente proporcional a la cantidad de electricidad transferida a este electrodo. La directamente proporcional a la cantidad de electricidad transferida a este electrodo. La cantidad de electricidad se refiere a la cantidad de
cantidad de electricidad se refiere a la cantidad de carga eléctrica,carga eléctrica, que en general se que en general se mide en
mide en culombios. culombios. 2
2 aa ley de Faraday de la electrólisis ley de Faraday de la electrólisis
Para una determinada cantidad de electricidad (carga eléctrica), la masa de un material Para una determinada cantidad de electricidad (carga eléctrica), la masa de un material elemental
elemental alterado en un electrodo, es directamente proporcional alalterado en un electrodo, es directamente proporcional al peso equivalentepeso equivalente del elemento. El peso equivalente de una sustancia es su
del elemento. El peso equivalente de una sustancia es su masa molarmasa molar dividido por undividido por un entero que depende de la reacción que tiene lugar en el material.
DESARROLLO EXPERIMENTAL
R1: La solución de CuSO4 se guarda en un recipiente previamente etiquetado y se
RESULTADOS
ANÁLISIS DE RESULTADOS
1. Haga una gráfica de intensidad de corriente contra voltaje.
Voltaje [V] Intensida d [A] 0 0 0.5 0.12 1 0.27 1.5 0.27
2. ¿Existe alguna relación entre la corriente que fluye en el circuito y la pérdida de masa del ánodo? Compare con la primera ley de Faraday.
Primera ley de Faraday: El peso de una sustancia depositada es proporcional a la intensidad de la corriente y al tiempo que ésta circula.
La reacción que se llevó a cabo en el ánodo es la siguiente:
Calculando la pérdida de masa en dicho electrodo se obtiene de la siguiente manera:
→ De menor intensidad a mayor intensidad
Los , y los representan la pérdida de masa debido a la
mayor intensidad administrada al circuito durante un determinado tiempo.Y es así como podemos comprobar que se lleva a cabo la primera ley de Faraday en este caso en una disolución de sulfato de cobre en donde el cobre es el que se deposita en el ánodo. 3. Para una intensidad de 0.6 A, y un tiempo de 10 min, Calcule:
b. Determine experimentalmente la pérdida de masa del electrodo positivo.
c. Compare los resultados de las preguntas a y b y concluya.
De acuerdo con los datos obtenidos en los inciso anteriores se puede analizar que el peso de una sustancia depositada es proporcional al peso equivalente de la sustancia tal como lo hace mencio Faraday en su primera ley.
4. Calcule a partir de los datos experimentales el valor de la constante de Faraday y el porcentaje de error respecto al valor reportado en la literatura.
Intensidad (A) Tiempo (s) WCu 0.12 180 7.11x10- g 0.27 180 0.0160g 0.27 180 0.1185g Ecuación y=0.4009x-0.041
5. Investigue cual es el contenido de la segunda ley de Faraday y decir en términos de esta ley cuál debe ser el aumento de masa en el cátodo.
Segunda ley de Faraday: El peso de una sustancia depositada durante la electrólisis es proporcional al peso equivalente de la sustancia cuando por el sistema pasa un Faraday.
Es decir, la sustancia electrolizada se depositará en el cátodo, lo cual corresponde a la masa que adquiere este durante el proceso de la electrólisis.
6. Reporte qué tipo de reacción se lleva a cabo en dicho electrodo. En el cátodo se lleva a cabo una Reducción
7. A partir del peso de la placa negativa diga si se cumple la segunda ley de Faraday.
Se confirma la segunda ley de Faraday al comprobar experimentalmente, que cuando fluye la energía eléctrica en la sustancia a descomponer, la masa del cátodo aumentará equivalentemente,ya que en este electrodo se deposita el ion; en este caso el ion de cobre.
CONCLUSIONES
8. ¿Cuáles son sus conclusiones y comentarios personales?
La experimentación permitió fortalecer los conocimientos acerca de las leyes de Faraday así como de los elementos y reacciones químicas que ocurren en una celda electrolítica.
Aunado a lo anterior se logró comprender las aplicaciones y la importancia que tiene la electrolisis en la cual mediante la energía eléctrica se producen cambios químicos mediante una reacción redox no espontánea puesto es uno de los métodos más importantes de separación así como de purificacion de metales teniendo como principal ventaja el que no se tiene que elevar la temperatura para que la reacción pueda llevarse a cabo.
Sin embargo las condiciones en la que se llevó a cabo la práctica no fueron las adecuadas debido al estado de las balanzas analíticas que no permitieron que medir la masa de las placas de Cu fuera de manera exacta.
BIBLIOGRAFÍA
● http://waxkimikamax.blogspot.mx/2010/10/anodo-y-catodo.html ● http://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/catodo
● http://www.fisicanet.com.ar/quimica/electrolisis/ap07_electrolisis.php ● http://mural.uv.es/ferhue/3o/labem/p1voltimetroamperimetro.pdf
● FISICOQUÍMICA, tomo I y II, Levine I. N., cuarta edición, 1995, McGraw Hill. ● FISICOQUÍMICA, Atkins P. W., tercera edición, 1986, Addison Wesley
